2.1.1. Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền − Sức chịu tải cực hạn của cọc theo công thức: Trong đó: Sức chịu tải cực hạn do ma sát bên Sức chịu tải cực hạn do mũi cọc. Ma sát bên đơn vị giữa cọc và đất. Cường độ chịu tải của đất ở mũi cọc. Chu vi của cọc tại vị trí ta xét. Diện tích mũi cọc. − Sức chịu tải cho phép của cọc được tính theo công thức: Trong đó: Hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên ( ) Chọn = 2 Hệ số an toàn cho sức chống dưới mũi cọc ( ) Chọn = 3 2.1.1.1. Xác định sức chịu tải cực hạn do ma sát Qs Thành phần chịu tải do ma sát xung quanh cọc: Ma sát trên đơn vị diện tích mặt bên của cọc được xác định xác định theo công thức: Trong đó: : Lực dính giữa thân cọc và đất, lấy (vì cọc BTCT). u : Là chu vi tiết diện ngang của cọc u = d = 0.7 = 2.2 (m) : Ứng suất pháp tuyến hữu hiệu tại mặt bên cọc (kNm2). Với : là ứng suất hữu hiệu tại độ sâu tính toán ma sát bên. : là hệ số áp lực ngang của lớp thứ i. : Góc ma sát giữa cọc và đất nền, lấy (vì cọc BTCT).
Trang 12.1.1 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền
− Sức chịu tải cực hạn của cọc theo công thức: Q u Q s Q p A f l si .si i A q p. p
Trong đó:
s
Q - Sức chịu tải cực hạn do ma sát bên
p
Q
- Sức chịu tải cực hạn do mũi cọc
s
f - Ma sát bên đơn vị giữa cọc và đất
p
q
- Cường độ chịu tải của đất ở mũi cọc
si
A - Chu vi của cọc tại vị trí ta xét
p
A - Diện tích mũi cọc
− Sức chịu tải cho phép của cọc được tính theo công thức:
a
Q Q Q
FS FS
Trong đó:
s
FS - Hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên (FS s 1.5 2.0 ) Chọn FS s = 2
p
FS
- Hệ số an toàn cho sức chống dưới mũi cọc (FS s 2.0 3.0 )
Chọn FS p
= 3
2.1.1.1 Xác định sức chịu tải cực hạn do ma sát Qs
- Thành phần chịu tải do ma sát xung quanh cọc: Q s u. f l si i.
Ma sát trên đơn vị diện tích mặt bên của cọc được xác định xác định theo công thức: f si c ah' ( )tg a
Trong đó:
a
c : Lực dính giữa thân cọc và đất, lấy c a c i (vì cọc BTCT)
u : Là chu vi tiết diện ngang của cọc u = d = 0.7 = 2.2 (m)
hi k s vi
: Ứng suất pháp tuyến hữu hiệu tại mặt bên cọc (kN/m2)
Với vi' i'.z: là ứng suất hữu hiệu tại độ sâu tính toán ma sát bên
1 sin( )
k k : là hệ số áp lực ngang của lớp thứ i
a
: Góc ma sát giữa cọc và đất nền, lấy a (vì cọc BTCT)
Trang 3Bảng 8 1: Kết quả tính toán thành phần ma sát xung quanh cọc
Lớp
đất
Độ
sâu z
(m)
Độ sâu tb l i (m)
c i (kN/
m 2 )
(độ) i (kN/m 3 )
dni
/m 3 )
'
vi
(kN/m 2 ) k si
'
hi
(kN/m 2 )
si
f (kN/
m 2 )
.
si i
f l
(kN/m)
1 3.1 5.5 11 10.12 3029’ 15.070 5.258 50.12 0.939 47.08 12.99 142.85
14.1
2 14.1 2.7 5.4 21.78 10034’ 20.559 10.439 107.23 0.816 87.54 38.13 205.92
19.5
3 19.5 7.95 15.9 4.40 29037’ 20.504 10.362 240.59 0.506 121.66 73.58 1493.76
39.8
4 39.8 0.8 1.6 61.93 25022’ 22.473 11.814 355.21 0.571 202.98 158.21 253.14
41.4
Tổng: f l si.i 2095.66
- Thành phần chịu tải do ma sát xung quanh cọc: Q s u. f l si i. = 2.2 2095.66 = 4610.45 (kN/m)
Trang 42.1.1.2 Xác định sức chịu tải cực hạn do kháng mũi Q p
p p p
Q A q
Trong đó:
p
A
- Diện tích tiết diện ngang của mũi cọc (m2)
p
q - Cường độ đất nền dưới mũi cọc (kN/m2)
Theo Terzaghi: q p 1.3 c N cN qv' r p N
Trong đó:
c q
N N N
là hệ số chịu tải trọng phụ thuộc vào góc ma sát trong của đất dưới mũi cọc,
c là lực dính của đất dưới mũi cọc, c = 61.93 (kN/m2)
là trọng lượng riêng tại độ sâu mũi cọc, dn 11.814 (kN/m3)
p
r là cạnh cọc vuông
0.7 0.35 2
p r
(m)
'
v
là ứng suất có hiệu theo phương thẳng đứng do đất nền gây ra tại cao trình mũi cọc
'v i.h i 0.5 15.07 (14.1 0.5) 5.258 5.4 10.439 20.3 10.362 11.814 1.6 364.67
(kN/m2)
là hệ số phụ thuộc vào hình dạng cọc lấy 0.6 đối với cọc tròn
1.3 61.93 25.85 13.27 364.47 0.6 11.814 0.35 9.35 6943.46
(kN/m2) Vậy:
2 0.7
4
p p p
(kN)
2.1.1.3 Xác định sức chịu tải cực hạn của cọc Qu:
− Sức chịu tải cho phép của cọc là:
4610.45 2672.16
3195.95
a
s p
Q Q
Q
− Sức chịu tải cực hạn của cọc theo đất nền là:
4610.45 2672.16 7282.61
u s p
2.1.2 Chọn sức chịu tải tính toán của cọc đơn
− So sánh sức chịu tải của cọc theo các chỉ tiêu trên ta chọn sức chịu tải nhỏ nhất :
Qtk = min(Pvl , Qa) = min (3808.2 ; 3195.95) = 3195.95 (kN)